Metode de sinteză a sunetului
În primul rând o mică diminuare lirică, îmi voi exprima opinia personală.
Dacă nu știți ce se întâmplă în orice proces sau dispozitiv, cum puteți utiliza acest dispozitiv / proces?
În ceea ce privește sinteza sunetului și a muzicii, sună ceva de genul: cum se poate sintetiza ceva, dacă nu știm cum are loc sinteza?
Puteți roti butoanele orbește, dar atunci nu veți obține niciodată ceea ce doriți cu adevărat. Unii vor spune: „De ce este rece în cazul în care plasa este tras de-a lungul o grămadă de presetări pentru sintetizatoare și tot ce sa făcut greșit?!“ Apoi, acești oameni pur și simplu nu au crescut din eJay.
Un sintetizator monofonic sau monofonic este un sintetizator care poate reda doar o singură notă la un moment dat, adică nu luați o coardă pe un astfel de sintetizator. Mai degrabă, luați-o, dar numai una dintre notele coardei va suna. Ca regulă, notele vor alterna, de exemplu aveți mai multe corzi în diferite taste, din care se compune o melodie sau un tampon.
Deci, dacă încercați să reproduceți un astfel de lucru pe un sintetizator monofonic, atunci notele vor alterna: notele superioare din coardă vor suna, cea mai mică, etc. Ei bine, eu sunt - pentru informare.
Un sintetizator polifonic sau polifonic este capabil să interpreteze mai multe note simultan (nu mai mult decât numărul de voci) la fiecare moment. Eu vă explic: dacă, de exemplu, aveți un sintetizator cu 8 voci, atunci în același timp nu se pot reproduce mai mult de opt note dintr-un timbru. Sintetizatorul multi-timbral poate reda mai multe note simultan cu voci diferite.
Metoda sintezei aditivilor
Prima metodă de sinteză a fost metoda aditivă (din engleză add - add). Această metodă se bazează pe adăugarea de valuri de mai multe generatoare. Metoda se bazează pe teorema Fourier, constă în faptul că orice oscilație periodică poate fi reprezentată ca o sumă de oscilații sinusoidale de frecvență și amplitudine diferite.
Această metodă este utilizată în toate sintetizatoarele existente, care au mai mult de un generator de valuri. Dacă este folosit ca materie primă oscilație sinusoidală cu frecvențe multiple (momente diferite întregi) și astfel amplitudinea pot fi diferite, atunci acest tip de sinteză este numit armonic (acest termen corespunde unui interval armonic în care frecvența același nume de note adiacente diferă prin octave și jumătate).
Un alt tip de sinteză a aditivilor este sinteza înregistrărilor. În acest caz, ca undă sursă, oscilațiile unor forme mai complexe sunt folosite, de exemplu, triunghiulare sau drepte.
Metoda de sinteză subtractivă
Dacă traduceți literalmente în engleză, obțineți o "metodă de scădere" (de la scădere - scădere). Esența acestei metode este că un timbru nou se obține prin schimbarea (scăzând) componentele în spectrul oscilației inițiale. Acest proces are loc în două etape. În primul rând, se formează oscilațiile principale, principala cerință pentru oscilația inițială este aceea că inițial (oscilația) ar trebui să aibă un timbre mai dezvoltat, adică un set de componente spectrale. De exemplu, timbrul unui val sinusoidal este simplu și inexpressiv, iar spectrul unui val de fierăstrău, de exemplu, este deja mai strălucitor (sper, este clar despre ce vorbesc).
În a doua etapă, folosind filtre de frecvență, componentele de frecvență corespunzătoare instrumentului simulat sunt extrase din oscilația inițială. Instrumentele de sinteză de bază cu această metodă sunt filtre controlate: rezonanță (bandpass) - cu izmenenyat poziție (răspuns la frecvență baze clorhidric) și o lățime de bandă (bandă) și un filtru trece-jos (LPF), - o frecvență de tăiere variabilă (cutoff).
Avantajul acestei metode într-o implementare destul de simplă și într-o gamă largă de sunete sintetizate. Principalul dezavantaj este că atunci când se sintetizează sunete cu un spectru complex, este necesar să se folosească un număr mare de filtre.
De regulă, atât metodele aditive cât și cele subtractive coexistă pașnic și se completează reciproc.
Este una dintre cele mai recente realizări în domeniul sintezei sunetului. Pentru ao implementa, sunt necesare microprocesoare mult mai puternice decât metode subtrative sau aditive. Primul sintetizator de acest tip a fost creat de R. Mug în 1964. Baza sa a fost un generator, controlat de tensiune, capabil să genereze semnale de formă dreptunghiulară, fierăstrău și sinusoidală. Diferitele variante de conectare a acestor generatoare, precum și adăugarea ulterioară a semnalelor lor de ieșire, au permis obținerea unui număr imens de sunete noi "electronice".
Această metodă de sinteză a fost numită sinteză FM-aditiv. Metoda se bazează pe Modularea frecvenței. Definiția științifică sună astfel: schimbarea frecvenței semnalului în conformitate cu legea unor tensiuni de control.
Acum vom înțelege ...
Cu sinteza FM, sunetul cu timbrul necesar este produs pe baza mai multor generatoare de frecvență audio atunci când acestea sunt modulate reciproc. Setul generatorului și circuitul care controlează acest generator sunt numite de obicei operatori. Într-o grămadă de doi operatori, cel care reproduce direct sunetul este numit purtător, iar cel care modulează undele este un modulator.
Schema de conectare a doi sau mai mulți operatori este numită algoritm. Schema de conectare a operatorilor și setările fiecărui operator (frecvența, amplitudinea și legea schimbării lor în timp) determină timbrul sunetului.
În lanțul operatorilor conectați secvențial, ultimul este purtătorul (sursa sunetului), iar restul sunt modulatori. Semnalul de la ieșirea operatorului poate introduce intrarea modulației sale în frecvență. În acest caz, se spune că operatorul este acoperit de feedback.
Nivelul feedback-ului poate fi ajustat. Cu cât este mai mare nivelul de reacție, cu atât mai complexă spectrul captează semnalul sintetizat.
Aceasta este doar informația de bază despre sinteza FM. Procesul în sine este foarte complex și descrierea lui ar necesita câteva zeci de pagini de text. Pentru a explica teoretic cum se produce sinteza sunetului prin această metodă este destul de dificilă, așa voi explica prin exemple. Toate semnalele sunt generate în Sonic Foundry Sound Forge 6.0 utilizând sintetizatorul FM încorporat.
Valul sinusoidal cu o frecvență de 440 Hz - vezi imaginea 1
O formă de undă triunghiulară cu o frecvență de 400 Hz - vezi imaginea 2
Dacă folosim algoritmul purtător sinusoidal, modulatorul este un val triunghiular, atunci obținem următoarele:
Exemplu de modulare sinusoidală printr-o undă triunghiulară - vezi imaginea 3
Se vede clar cât se schimbă valul, dacă sunt utilizați doar doi operatori!
Să încercăm să folosim doi operatori cu un val sinusoidal și unul cu un val triunghiular. Alegeți un algoritm: sinusoide compuse metoda aditivă și cantitatea unui Promode izolat de undă triunghiulară (adăugarea a două valuri de aceeași formă cu aceeași frecvență și amplitudine, are loc dublarea amplitudine). Rezultatul este următorul:
Modularea a două sinusoide pliate printr-o undă triunghiulară - vezi imaginea 4
Impresionant ... Probabil că trebuie să fii un geniu care să-ți imaginezi sunetul final în sinteza FM ... O astfel de persoană, cel mai probabil, era R. Mug, de când a inventat sinteza FM.
Principalul dezavantaj al acestei metode este că calitatea vocii primite depinde direct de viteza calculatorului. De exemplu, un pian cu coadă joacă în jurul valorii de 4500 distinse cu sunetele ureche, se pare că, în sinteza de pian, sintetizator 4500 va trebui să calculeze diferitele tonuri ale unui algoritm foarte complex. Desigur, acest lucru ar atrage după sine costuri uriașe de resurse de sistem, iar în cazul în care nu trebuie ratat sunt, unele voci pur și simplu nu va avea timp să fie sintetizate, cu această dependență este direct proporțională cu țional!
Cu alte cuvinte, același algoritm de sinteză poate da voci diferite pe diferite computere în viteză.
Metoda de modelare fizică
Această metodă de sinteză nu este distribuită pe scară largă (citiți - nu este deloc comună), deoarece necesită cantități imense de calcul. Se bazează pe principiul modelării tuturor proceselor fizice care apar în cadrul unui instrument muzical real. De exemplu, ar putea fi o vioară sau o chitară. Luăm în considerare materialul din care se realizează corpul, materialul de coarde, toate refracțiile, absorbția, distorsiunile care apar cu sunetul, toate efectele de rezonanță posibile etc. sunt luate în considerare. Gândiți-vă cât de multe informații aveți nevoie pentru a măcinat și faceți-o cu o întârziere minimă. Computerele de astăzi nu pot procesa volume similare de date cu viteza necesară. Prin urmare, timpul acestei metode nu a venit încă. Pentru cei care doresc să experimenteze, vă sugerez să instalați sintetizatorul de modelare fizică TassMan.
P.S. Deși, dacă aveți un computer Macintosh cu două procesoare G5-1000 MHz și o pereche de gigabytes de memorie RAM, atunci probabil că puteți încerca ...
Despre sintetizatoarele Wavetable și tot felul de metode de multi-eșantionare nu voi spune, pentru că nu mai este o sinteză, ci de fapt o redare a sunetelor înregistrate. Și în general - acesta este subiectul unui articol separat!
Trimiteți-le prietenilor: